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北排案例:再生水厂协同消毒的实战经历!

颁发发表时候:2021-04-03 点击数:250


北排案例:再生水厂协同消毒的实战经历!

2019年末,我国发生了新型冠状病毒(COVID-19)沾染的肺炎疫情。2020年3月11日,天下卫生构造颁发发表COVID-19已组成环球性大风行。国际外相干专家接踵在新冠肺炎确诊患者的粪便中检测出COVID-19病毒核酸,尿液平分手出新型冠状病毒。新冠肺炎诊疗打算(试行第七版)明白指出因为在粪便及尿中可分手到新型冠状病毒,应注重粪便及尿对情况净化形成气溶胶或打仗传布。生态情况部于2020年2月1日印发《对于做好新型冠状病毒沾染的肺炎疫情医疗污水和城镇污水羁系任务的告诉》,请求进一步增强医疗污水和城镇污水羁系任务,防止新型冠状病毒经由过程污水传布分散。古代都会排水体系是在应答致病微生物致使的沾染性疾病的根本上成立起来的,作为保证社会一般运转的根本性大众办事,也是病原微生物泉源节制的首要关头。虽然差别范例的致病微生物对污水措置工艺的耐受性有所差别,经由过程措置工艺的挑选优化,都会排水体系完整能够或许或许或许或许保证人类安康宁静。

为晋升污水再生措置才能,保证污水再生操纵的宁静,2013年起,北京市延续启动实行污水管理和再生水操纵三年步履打算。停止2015年末,北京中间城区11座再生水厂完成进级革新,均接纳协同消毒工艺。针对这次疫情,从管网运维、污水再生措置特别是预措置段、再生水供水及污泥措置措置等各个危险点均接纳了响应的职员防护与运转保证办法。本文重点先容了疫情时代城镇再生水厂协同消毒工艺的出产运转情况及其对病原微生物的节制成果。

1 北都城镇再生水厂消毒工艺

1.1 城镇再生水厂经常使用消毒手艺

城镇污水经常使用消毒体例有氯化物、紫外和臭氧等。次氯酸钠首要依托其水解发生的中性次氯酸份子阐扬消毒感化,因其经济性与消毒延续性,为今朝普遍操纵的消毒体例,但是次氯酸钠消毒会天生“三致特征”的卤代消毒副产品,出水余氯太高还会影响水情况生态宁静。紫外消毒首要由病原微生物的遗传物资接收紫外线能量后激发的光化学反映所致使,以250nm-275nm四周紫外波段最为有用。紫外体系集成化水平高、节流占地,消毒疾速,可在数秒内灭活病原微生物,且不会引入副产品,但无延续性。臭氧具备高效去除无机净化物,改良色度、嗅味感官方针等多重成果,跟着其剂量的增添对病原微生物也具备很好的杀灭感化,但因为扶植与运维本钱较高限定了臭氧的操纵。

1.2 北京都会污水再生措置体系协同消毒工艺

北京已建成了423万m³/日的环球最大规模再生水体系,再生水厂出水水质全数到达北京市处所规范(DB11/890-2012)请求。为了进一步保证再生水宁静,北京都会排水团体与清华大学配合承当了国度水专项“北京都会再生水水质进步关头手艺研讨与集成树模”,研讨构建了“都会集合式再生水体系水质宁静协同保证集成手艺体系”。此中再生水消毒研讨成果标明,臭氧氧化对无机物的转化感化可晋升20-30%紫外线透射率,且可有用下降次氯酸钠投加量。经由过程臭氧、紫外与次氯酸钠优化组合,能够或许或许或许或许充实阐扬各单位手艺特色与上风,完成病原微生物节制方针的同时,下降次氯酸钠消毒带来的副感化。按照差别消毒手艺特色,连系现实操纵需要,提出了协同消毒手艺,进一步强化再生水生物宁静体系保证水平。今朝,北京中间城区的11座再生水厂均接纳由臭氧、紫外、次氯酸钠两种或三种消毒体例组合的协同消毒工艺,如表1所示。协同消毒手艺不只能够或许或许或许或许完成病原微生物的高效节制,且针对差别水质、水量的变更供给矫捷性调控战略,完成消毒工艺不变、高效、经济运转。


2 唆使微生物与新冠病毒灭活成果相干性阐发

2.1 消毒唆使微生物及节制请求

都会污水中病原微生物首要包含病毒、细菌、原生植物和蠕虫寄生虫类等。品种单一,但含量较低,阐发检测流程较为庞杂,凡是监测与病原微生物紧密亲密相干的唆使微生物来申明水体病原微生物净化情况。今朝操纵最普遍的唆使微生物为总大肠菌群与粪大肠菌群。

国度情况掩护总局在《GB18918-2002 城镇污水措置厂净化物排放规范》中将唆使微生物粪大肠菌群列为根基节制名目,其在一级A规范中的最高许可排放浓度为不跨越1000 个/L。北京市今朝首要接纳2012年颁发的处所规范《DB11/890-2012 城镇污水措置厂水净化物排放规范》,此中现阶段履行的B规范请求粪大肠菌群数最高许可排放浓度不跨越1000 MPN/L。针对惯例再生水回用体例,通俗打仗裸露场景下,该限值能够或许或许或许或许保证再生水操纵的宁静性。

2.2 粪大肠菌群唆使新冠病毒灭活成果可行性

这次激发新型冠状病毒肺炎疫情的病毒经鉴定属于包膜病毒,与SARS冠状病毒(SARS-CoV)同属冠状病毒家属β属,具备跨越82%的同源性。按照Patricia等对病毒在水体中存活率的研讨可知,冠状病毒的灭活速率比脊髓灰质炎病毒快,在水情况中的传布概率低于肠道病毒。王新为等在对大肠杆菌和噬菌体f2的消毒研讨发明,大肠杆菌和噬菌体f2的灭活剂量需到达游离余氯0.50mg/L和0.82mg/L以上,高于SARS冠状病毒被完整杀灭所需的0.40mg/L游离余氯。

因为冠状病毒比大肠杆菌更容易于被灭活,抵消毒剂的抵当力低于今朝罕见的脊髓灰质炎病毒、大肠杆菌和噬菌体f2等唆使微生物。是以,能够或许或许或许或许根基鉴定今朝再生水厂消毒工艺节制粪大肠菌群或总大肠菌群达标,便可用于参考唆使对新冠病毒的有用灭活。

3 疫情时代北京再生水厂体系运转调控

污水再生措置体系各工艺关头对病原微生物的节制均阐扬着响应的感化。Schmitz等对照了活性污泥法等惯例生化措置工艺与多级AO工艺(Bardenpho 手艺)对污水中差别范例病毒的去除成果,成果标明纯真二级措置对病毒的去除才能可到达3.6 log10拷贝数/L。Wigginton等也发明二级措置对病毒的去除才能在1-4 log10拷贝数/L。新冠肺炎疫情时代,北京中间城区11座再生水厂主动展开厂网、厂间、厂与用户间的联调联动,各厂在做好预措置、生物措置、深度措置等前序工艺单位运转保证的根本上,强化结尾协同消毒工艺的优化运转。

3.1 二级措置单位的低水量运转调控


疫情发生时候与春节假期堆叠,职员麋集离京后推延返京形成水厂长时代低水量运转,如图1所示,北京中间城区各再生水厂春节假期至今的日均措置水量(1月25日-3月15日)较夏季常日措置水量(1月01日至1月10日)的均匀降幅为15.9%-39.5%。为应答疫情时代进水延续低水量,各厂经由过程下降初沉池投运比例,精准曝气、精准碳源投加及精准排泥体系的优化调控保证了二级措置单位运转成果。针对反硝化生物滤池,则接纳了恰当削减运转滤池数目,滤池编组瓜代运转的体例,将滤池滤速节制在8~10 m/h一般规模,同时对碳源投加量停止静态调剂。如表2所示为疫情时代高碑店再生水厂进、出水首要水质方针。


3.2 过滤单位运转情况

水中的悬浮颗粒物影响水中病原微生物含量,差别措置工艺出水悬浮物浓度与粪大肠菌群数如表3所示。同时悬浮颗粒物还能够或许或许或许或许抵消毒成果发生间接影响。经由过程协同消毒工艺前端砂滤、膜过滤等措置单位的设置,进步水中悬浮颗粒物的扣留成果。可有用晋升臭氧、紫外与次氯酸钠对间接裸露在水中的病原微生物的灭活效力,过滤工艺在对致浊颗粒物去除的同时伴跟着局部病原微生物的扣留。


疫情时代,北都城区各再生水厂以出水浊度调控砂滤与膜过滤等措置单位的洗濯频率,严酷节制其出水悬浮物浓度<5 mg/L。如表3所示,再生水措置工艺出水SS均低于5 mg/l,砂滤出水浊度0.53~1.64 NTU,微滤/超滤出水浊度0.35~0.82 NTU。低悬浮物浓度保证了后端协同消毒工艺对病原微生物的灭活成果。

3.3 协同消毒工艺运转战略

作为协同消毒手艺体系的首个工艺单位,臭氧在氧化无机物净化物的同时,能够或许或许或许或许局部灭活病原微生物,完成与下流紫外、次氯酸钠的协同消毒感化。臭氧氧化能够或许或许或许或许明显下降色度与UV254(图2a)。2 mg/L的臭氧预氧化能够或许或许或许或许将出水色度节制在10°以下,且紫外光透射率晋升30%。在此根本上,2 mg/L的臭氧预氧化则可将粪大肠菌群数降至3 CFU/L,且所需次氯酸钠投加量较零丁次氯酸钠消毒可下降近50%(图2b)。


b)臭氧预氧化对次氯酸钠消毒的影响

“臭氧-氯”两协同消毒工艺中,次氯酸钠为主消毒单位,按照Water Val、Rachmadi等研讨成果,坚持必然的CT值是保证病原微生物的灭活效力的关头因子,如图3所示,按照水质变更,调剂次氯酸钠投加量,次氯酸钠CT值在8.4 mg·min/L-13.2 mg·min/L之间变更,粪大肠菌群灭活率到达99.99%,出水粪大肠菌群<2 CFU/L(图4a)。


“臭氧-紫外-氯”三协同消毒工艺中,紫外为主消毒单位,按照臭氧运转情况,调剂臭氧投加剂量坚持1-3 mg/L。在紫外消毒单位中,景观用再生水紫外剂量为25-40 mJ/cm²,都会杂用再生水紫外剂量为70-80 mJ/cm²,而紫外后端投加次氯酸钠的首要目标是坚持恰当的余氯坚持消毒的延续性。针对差别协同消毒组合工艺,其运转参数见表4。


3.4 协同消毒工艺水质监测与出水水质阐发

疫情时代,各再生水厂强化出水水质监测任务。因为游离氯与总氯不不变,为了更精确的及时把握出水余氯情况,各再生水厂均接纳现场疾速测定阐发出水余氯,天天上午、下战书各测1次;总大肠菌群数与粪大肠菌群数天天测1次。为保证体系运转不变性对各消毒单位进、出水起跟尾感化的关头水质方针停止补充监测。对臭氧单位进、出水色度与UV254停止疾速测定,并将水质监测与协同消毒工艺运转调控相连系,以保证协同消毒工艺体系对病原微生物的节制成果。


如图4(a)所示,不管是“臭氧-次氯酸钠”两协同消毒工艺,仍是“臭氧-紫外-次氯酸钠”三协同消毒工艺均能够或许或许或许或许保证各再生水厂出水粪大肠菌群数低于2 CFU/L。

2018年北京市再生水操纵量为10.8亿m³,跨越80%用于补充河、湖等景观水体。为防止再生水余氯太高能够或许对受纳水体水生生物形成的毁伤,疫情时代各厂在确保再生水卫生学方针达标的同时,均加大了再生水余氯监测频率,将厂区清池塘余氯平常监测与河、湖补水口余氯监测相连系,并强化展开河岸放哨任务,确保以再生水为补给水源的水情况的生态宁静性。图4(b)为接纳“臭氧-氯”两协同消毒工艺再生水厂退水中总氯与游离余氯变更情况,由图中能够或许或许或许或许看出,疫情时代再生水厂出水游离余氯根基坚持在0.05-0.1 mg/L之间,在卫生学达标根本上充实保证了后续受纳水情况的生态宁静。

4 论断与倡议

1)按照已有研讨成果,新冠病毒在水情况中的存活才能及抵消毒剂耐受力均弱于粪大肠菌群,可接纳粪大肠菌群灭活率参考唆使水厂消毒工艺对新冠病毒的灭活成果。

2)二级措置及深度措置单位的不变运转是保证体系宁静的关头关头,砂滤与膜过滤出水SS不变低于5 mg/L,有用保证了后续消毒单位的消毒成果。

3)“O3-NaClO”协同消毒工艺,臭氧剂量坚持3-5 mg/L,NaClO剂量按照水量与打仗池(清池塘)容积坚持CT值不低于8 mg·min/L能够或许或许或许或许较不变的完成粪大肠菌群<2 CFU/L的消毒成果,同季节流NaClO投加量。“O3-UV-NaClO”协同消毒工艺,臭氧1-3 mg/L的投加量能够或许或许或许或许晋升30%紫外透射率,在紫外消毒单位设想剂量下(景观用水30 mJ/cm²,都会杂用水80 mJ/cm²),紫外出水能够或许或许或许或许完成粪大肠菌群<2 CFU/L;后续按照再生水用处及管网输配请求停止恰当补氯,保证出水余氯到达响应规范。

4)协同消毒工艺经由过程差别消毒手艺的公道组合与运转优化,能够或许或许或许或许完成99.99%的粪大肠菌群灭活率,出水粪大肠菌群<2 CFU/L,且出水余氯浓度不变,保证再生水与受纳水体生态宁静。


本文为转摘。


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